Jak Začít?

Máš v počítači zápisky z přednášek
nebo jiné materiály ze školy?

Nahraj je na studentino.cz a získej
4 Kč za každý materiál
a 50 Kč za registraci!




ZP-Posudek-studenta-gymnazia-na-specialni-teorii-relativity

DOCX
Stáhnout kompletní materiál zdarma (55.68 kB)

Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu DOCX.

Princip vnímání současnosti je vysvětlen na příkladu velmi dlouhého jedoucího (tzv. Einsteinova) vlaku, z jehož středu je vyslán světelný signál a když dorazí k oběma koncům vlaku, otevřou se dveře. Zatímco pozorovatelé ve vlaku mají dojem, že se dveře na přídi i na zádi otevřely ve stejném momentu, z hlediska pozorovatelů na nádraží se přední dveře otevřely o pár desítek sekund dříve. Jev je vysvětlen i použitím prostoročasových diagramů, kde na rozdíl od normálních časových grafů je čas závislý na poloze. Místo klasického t se na horizontální ose uvádí veličina ct. V diagramu, kde je světlo šířeno pod úhlem 45°, byly opravdu dokázány rozdílné časy otevření dveří z hlediska pozorovatelů ve vlaku a těch, co stáli na nádraží. Tento příklad byl pro mě dostatečně názorný, abych uznal speciální relativitu za racionální a pravdivou.

Pan profesor se dále ponořuje více do abstraktna a zavádí prostoročasový interval invariantní k Lorentzově transformaci. Tento interval znázorňuje rozdíl vzdáleností dvou různých prostoročasových vztažných soustav. Je definován jako ds2 = dx2 + dy2 + dz2 – c2dt2, tedy součet diferenciálů tří prostorových rovin a diferenciál časového intervalu s opačným znaménkem. Pan profesor nám ukazuje zásadní důsledky intervalu a jeho invariance při šíření světla. Důkazem invariantní podmínky šíření světla ds2 = 0, je potvrzena absolutnost rychlosti šíření světla pro všechny inerciální soustavy. Pro jasnou představu pan profesor využívá modelu světelného kužele, kde uvnitř platí zachování pořadí příčin a následků, kde je prostoročasový interval menší nebo roven 0 (ne větší než rychlost světla c). Při velmi nerealistickém překročení c mluvíme o nadsvětelném tachyonu, kde již tato časová pravidla platit přestávají. A je to velmi racionální vysvětlení, jelikož existuje definitivní maximální hodnota světelné rychlosti, kterou doposud nic nepřekročilo, a vše, co se stane v budoucnosti, předchází tomu, co se právě teď děje, a naopak to platí pro minulost (pokud tedy neexistují červí díry).

Vracíme se k Lorentzově transformaci vysvětlené tentokrát na prostoročasovém diagramu, kde jsou pod úhlem α zobrazeny dvě různé inerciální soustavy. Na diagramu jsou vyneseny původní osy x a ct, zatímco osy x' a ct' jsou sklopeny vůči původním osám o úhel α. Právě tento úhel je zásadním ukazatelem vztahu soustav vůči sobě a jejich sklopení kolem světelného kužele. Tangens α pak vyjadřuje poměr mezi naměřenou rychlostí v a rychlostí světla c, tím pádem pokud se α blíží k 0°, v se také blíží nule. Naopak pokud se α blíží ke 45°, v se blíží rychlosti světla, tedy maximální hodnotě. Lorentzova transformace nám takto umožnuje lépe vysvětlit dilataci času a kontrakci délek, jedny z nejzásadnějších změn objevených v souvislosti se speciální teorií relativity. Podstatou je, že se jednotky dají přenášet z jedné soustavy na druhou, a to pomocí vůči sobě invariantních hyperbol.

Témata, do kterých materiál patří